稀土永磁同步電機(jī)之永磁同步發(fā)電機(jī)的電樞反應(yīng)

    一、電樞電流f與勵(lì)磁電動(dòng)勢(shì)戶。同相位圖9一6 ( a）為一臺(tái)兩極同步發(fā)電機(jī)的示意圖，每相繞組用一個(gè)集中線圈表示，磁極畫成凸極式。電樞繞組中電動(dòng)勢(shì)和電流的正方向規(guī)定為從首端流出、從尾端流人。在圖9一6 ( a）所示的瞬間，主極軸線（直軸）與電樞A相繞組的軸線正交，A相繞組交鏈的主磁通為零。因?yàn)楦袘?yīng)電動(dòng)勢(shì)滯后于產(chǎn)生它的磁通90 。，故A相勵(lì)磁電動(dòng)勢(shì)戶0A的瞬

時(shí)值此時(shí)達(dá)到正的最大值，其方向如圖9一6所示；B 、 c兩相的勵(lì)磁電動(dòng)勢(shì)戶OB和戶。 C分別滯后于A相電動(dòng)勢(shì)1200和2400，如圖9一6 ( b）中的相量圖所示。若電樞電流1與勵(lì)磁電動(dòng)勢(shì)戶。同相位，即內(nèi)功率因數(shù)角鞏～0o，則在圖示瞬間，A相電流也將達(dá)到正的最大值，B相和C相電流分別滯后于A相電流120 。和2400，如圖9一6( b）所示。由電機(jī)學(xué)理論可知，在對(duì)稱三相繞組中通以對(duì)稱三相電流時(shí)，若某相電流達(dá)到最大值，則在同一瞬間，三相基波合成磁動(dòng)勢(shì)的幅值（軸線）就將與該相繞組的軸線重合。因此在圖9一6 ( a）所示瞬間，基波電樞磁動(dòng)勢(shì)Fa的軸線應(yīng)與A相繞組軸線重合。相對(duì)于主磁極而言，此時(shí)電樞磁動(dòng)勢(shì)的軸線與轉(zhuǎn)子的交軸重合。由于電樞磁動(dòng)勢(shì)和主磁極均以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，它們之間的相對(duì)位置始終保持不變，所以在其他任意瞬間，電樞磁動(dòng)勢(shì)的軸線恒與轉(zhuǎn)子交軸重合。由此可見，鞏一0 ”時(shí)，電樞反應(yīng)磁動(dòng)勢(shì)是一個(gè)純交軸的磁動(dòng)勢(shì)，即。交軸電樞磁動(dòng)勢(shì)所產(chǎn)生的電樞反應(yīng)稱為交軸電樞反應(yīng)。由于交軸電樞反應(yīng)的存在，氣隙合成磁場(chǎng)B與主磁場(chǎng)B 。之間形成一定的空間相角差，并且幅值有所增加，稱之為交磁作用。正是由于交軸電樞應(yīng)的存在，使磁極受到力的作用而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。由圖9一6 ( c）可見，對(duì)于發(fā)電機(jī)，當(dāng)鞏一0o時(shí)，主磁場(chǎng)將超前于氣隙合成磁場(chǎng)，于是主極上將受到一個(gè)制動(dòng)性質(zhì)的電磁轉(zhuǎn)矩。交軸電樞磁動(dòng)勢(shì)與電磁轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生及能量轉(zhuǎn)換直接相關(guān)。由圖9一6 ( a）和（b）可知，用電角度表示時(shí)，主磁場(chǎng)及與電樞磁動(dòng)勢(shì)Fa之間的空間相位關(guān)系，恰好與A相的主磁通幣0A與A相電流iA之間的時(shí)間相位關(guān)系相一致，且圖9一6 ( a )的空間矢量與圖9一6 ( b）的時(shí)間相量均為同步旋轉(zhuǎn)。于是，若把圖9一6 ( b）中的時(shí)間參考軸與圖9一6 ( a）中的A相繞組軸線取為重合，就可以把圖9一6 ( a）和圖9一6 ( b）合并，得到一個(gè)時(shí)一空統(tǒng)一矢量圖，如圖9一6 ( d）所示。由于三相電動(dòng)勢(shì)和電流均為對(duì)稱，所以在統(tǒng)一矢量圖中僅畫出A相的勵(lì)磁電動(dòng)勢(shì)、電流和與之交鏈的主磁通，并把下標(biāo)A省略，寫成它。I和訪。 在統(tǒng)一矢量圖中，F(xiàn)n既代表主極基波磁動(dòng)勢(shì)的空間矢量，也表示時(shí)間相量訪。的相位；i既代表A相電流相量，又表示電樞磁動(dòng)勢(shì)Fa的空間相位。需要注意的是，在統(tǒng)一矢量圖中，空間矢量是指整個(gè)電樞（三相）或主極的作用，而時(shí)間相量?jī)H對(duì)一相而言。

二、電樞電流i與勵(lì)磁電動(dòng)勢(shì)戶不同相位

現(xiàn)在進(jìn)一步分析電樞電流i與勵(lì)磁電動(dòng)勢(shì)戶。不同相位時(shí)的情況。在圖9一7 ( a）所示瞬間，A相繞組的勵(lì)磁電動(dòng)勢(shì)戶。達(dá)到正的最大值。若電樞電流滯后于勵(lì)磁電動(dòng)勢(shì)某一相角鞏（0 。＜鞏＜90 。），則A相電流在經(jīng)過時(shí)間t一鞏／。后才達(dá)到其正的最大值。也就是說，t一鞏／田秒后電樞磁動(dòng)勢(shì)的幅值才與A相繞組軸線重合。所以在圖9一7 ( a）所示瞬間，電樞磁動(dòng)勢(shì)Fa應(yīng)在距離A相軸線鞏電角度處，即Fa滯后于主極磁動(dòng)勢(shì)Fn以900＋鞏電角度。由于電樞磁動(dòng)勢(shì)與主極磁動(dòng)勢(shì)同方向、同速旋轉(zhuǎn)，所以它們之間的相對(duì)位置將一直保持不變。不難看出，此時(shí)電樞磁動(dòng)勢(shì)Fa可以分成兩個(gè)分量，一個(gè)為交軸電樞磁動(dòng)勢(shì)凡q，另一個(gè)為直軸電樞磁動(dòng)勢(shì)凡d，即。